如图,已知点 $A$ 的坐标为 $\left(-2,0\right)$,直线 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$ 与 $x$ 轴,$y$ 轴分别交于点 $B$ 和点 $C$,连接 $AC$,顶点为 $D$ 的抛物线 $y=ax^{2}+bx+c$ 过 $A,B,C$ 三点.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    平行四边形的存在性
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    直角三角形的存在性
  1. 设抛物线的对称轴 $DE$ 交线段 $BC$ 于点 $E,P$ 是第一象限内抛物线上一点,过点 $P$ 作 $x$ 轴的垂线,交线段 $BC$ 于点 $F$,若四边形 $DEFP$ 为平行四边形,求点 $P$ 的坐标;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      平行四边形的存在性
    答案
    点 $P$ 的坐标为 $\left(3,\dfrac{15}{8}\right)$
    解析
    由题意可得点 $B\left(4,0\right)$,点 $C\left(0,3\right)$.
    可设抛物线的解析式为 $y=a\left(x+2\right)\left(x-4\right)$,
    把点 $C\left(0,3\right)$ 的坐标代入,得 $a=-\dfrac{3}{8}$,
    所以抛物线的解析式为 $y=-\dfrac{3}{8}\left(x+2\right)\left(x-4\right)=-\dfrac{3}{8}x^{2}+\dfrac{3}{4}x+3$.
    所以顶点 $D$ 的坐标为 $\left(1,\dfrac{27}{8}\right)$.若四边形 $DEFP$ 是平行四边形,则有 $DP\parallel BC$.
    可设直线 $DP$ 的解析式为 $y=-\dfrac{3}{4}x+n$,
    把点 $D\left(1,\dfrac{27}{8}\right)$,得 $n=\dfrac{33}{8}$.
    所以直线 $DP$ 的解析式为 $y=-\dfrac{3}{4}x+\dfrac{33}{8}$.
    由题意可得 $\begin{cases}y=-\dfrac{3}{8}x^{2}+\dfrac{3}{4}+3,\\y-\dfrac{3}{4}x+\dfrac{33}{8}.\end{cases}$
    解得 $x=3$ 或 $x=1$(舍去).
    所以把 $x=3$ 代入 $y=-\dfrac{3}{4}x+\dfrac{33}{8}$,得 $y=\dfrac{15}{8}$.
    所以点 $P$ 的坐标为 $\left(3,\dfrac{15}{8}\right)$.
  2. 设点 $M$ 是线段 $BC$ 上的一动点,过点 $M$ 作 $MN\parallel AB$,交 $AC$ 于点 $N$,点 $Q$ 从点 $B$ 出发,以每秒 $1$ 个单位长度的速度沿线段 $BA$ 向点 $A$ 运动,运动时间为 $t$(秒),当 $t$(秒)为何值时,存在 $\triangle QMN$ 为等腰直角三角形?
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      直角三角形的存在性
    答案
    当 $t=\dfrac{8}{3},\dfrac{14}{3}$ 或 $\dfrac{7}{2}$ 时,$\triangle QMN$ 为等腰直角三角形
    解析
    由题意可知 $0\leqslant t\leqslant 6$.
    设直线 $AC$ 的解析式为 $y=m_{1}x+n_{1}$,
    把 $A\left(-2,0\right)$ 和 $C\left(0,3\right)$ 代入 $y=m_{1}x+n_{1}$,
    得 $\begin{cases}0=2m_{1}+n_{1},\\3=n_{1}.\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}m_{1}=\dfrac{3}{2},\\n_{1}=3.\end{cases}$
    所以直线 $AC$ 的解析式为 $y=\dfrac{3}{2}x+3$.
    由题意知 $QB=t$.
    ① 如图,当 $\angle NMQ=90^{\circ}$ 时,$OQ=4-t$.把 $x=4-t$ 代入 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$ 中,得 $y=\dfrac{3}{4}t$.
    所以点 $M\left(4-t,\dfrac{3}{4}t\right)$.
    因为 $MN\parallel x轴$,所以 $N$ 的纵坐标为 $\dfrac{3}{4}t$.
    把 $y=\dfrac{3}{4}t$ 代入 $y=\dfrac{3}{2}x+3$ 中,得 $x=\dfrac{1}{2}t-2$.
    所以点 $N\left(\dfrac{1}{2}t-2, \dfrac{3}{4}t\right)$.
    所以 $MN=\left(4-t\right)-\left(\dfrac{t}{2}-2\right)=6-\dfrac{3}{2}t$.
    当 $MN=MQ$ 时,有 $6-\dfrac{3}{2}t=\dfrac{3}{4}t$.
    所以 $t=\dfrac{8}{3}$,此时 $QB=\dfrac{8}{3}$,符合题意;
    ② 如图,当 $\angle QNM=90^{\circ}$ 时,点 $Q$ 的坐标为 $\left(4-t,0\right)$.把 $x=4-t$ 代入 $y=\dfrac{3}{2}x+3$ 中,得 $y=9-\dfrac{3}{2}t$.
    所以点 $N\left(4-t,9-\dfrac{3}{2}t\right)$.
    因为 $MN\parallel x轴$,所以点 $M$ 的纵坐标为 $9-\dfrac{3}{2}t$.
    把 $y=9-\dfrac{3}{2}t$ 代入 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$ 中,得 $x=2t-8$.
    所以点 $M\left(2t-8,9-\dfrac{3}{2}t\right)$.
    所以 $MN=\left(2t-8\right)-\left(4-t\right)=3t-12$.
    当 $NQ=MN$ 时,有 $9-\dfrac{3}{2}t=3t-12$,
    所以 $t=\dfrac{14}{3}$,此时 $QB=\dfrac{14}{3}$,符合题意;
    ③ 如图,当 $\angle NQM=90^{\circ}$ 时.过点 $Q$ 作 $QE\perp MN$ 于点 $E$.
    设 $QE=a$.把 $y=a$ 代入 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$ 中,得 $x=4-\dfrac{4}{3}a$.
    所以点 $M\left(4-\dfrac{4}{3}a,a\right)$.
    把 $y=a$ 代入 $y=\dfrac{3}{2}x+3$ 中,得 $x=\dfrac{2}{3}a-2$.
    所以点 $N\left(\dfrac{2}{3}a-2,a\right)$.
    所以 $MN=\left(4-\dfrac{4}{3}a\right)-\left(\dfrac{2}{3}a-2\right)=6-2a$.
    当 $MN=2QE$ 时,$\triangle QMN$ 为等腰直角三角形.
    所以 $6-2a=2a$,即 $a=\dfrac{3}{2}$.
    所以点 $M\left(2,\dfrac{3}{2}\right)$,点 $N\left(-1,\dfrac{3}{2}\right)$.
    所以点 $E\left(\dfrac{1}{2},\dfrac{3}{2}\right)$.
    所以点 $Q\left(\dfrac 12 ,0\right)$.
    所以 $QB=4-\dfrac 12=\dfrac{7}{2}$.
    所以 $t=\dfrac{7}{2}$,此情况符合题意.
    综上所述,当 $t=\dfrac{8}{3}$ 或 $\dfrac{14}{3}$ 或 $\dfrac{7}{2}$ 时,$\triangle QMN$ 为等腰直角三角形.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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